DE102004061389A1 - Biaxially oriented polyester film containing silica and titania - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine biaxial orientierte Polyesterfolie, die aus mindestens einer Basisschicht (B) aufgebaut ist, die 0,25 bis kleiner 1,0 Gew.-% SiO¶2¶ und 0,25 bis kleiner 1,0 Gew.-% TiO¶2¶ enthält. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren für die Herstellung der Folie und ihre Verwendung. Die erfindungsgemäße Folie zeichnet sich durch charakteristische Oberflächen und definierte optische Eigenschaften aus und ist für die Verwendung im industriellen Sektor gut geeignet.The invention relates to a biaxially oriented polyester film, which is composed of at least one base layer (B), the 0.25 to less than 1.0 wt .-% SiO¶2¶ and 0.25 to less than 1.0 wt .-% TiO Contains ¶2¶. The invention further relates to a process for the production of the film and its use. The film according to the invention is characterized by characteristic surfaces and defined optical properties and is well suited for use in the industrial sector.
Description
Die Erfindung betrifft eine biaxial orientierte Polyesterfolie, die aus mindestens einer Basisschicht (B) aufgebaut ist, die 0,25 bis <1,0 Gew.-% SiO2 und 0,25 bis <1,0 Gew.-% TiO2 enthält. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren für die Herstellung der Folie und ihre Verwendung.The invention relates to a biaxially oriented polyester film which is composed of at least one base layer (B) containing 0.25 to <1.0 wt .-% SiO 2 and 0.25 to <1.0 wt .-% TiO 2 , The invention further relates to a process for the production of the film and its use.
Die erfindungsgemäße Folie zeichnet sich durch charakteristische Oberflächen und definierte optische Eigenschaften aus und ist für die Verwendung im industriellen Sektor gut geeignet.The inventive film is characterized by characteristic surfaces and defined optical properties out and is for the use in the industrial sector well suited.
Die Industrie hat einen hohen Bedarf an Kunststofffolien wie z. B. biaxial orientierte Polypropylen- oder biaxial orientierte Polyesterfolien, die definierte Oberflächen und optische Eigenschaften aufweisen. Folien mit gleichmäßiger, nicht zu hoher Oberflächenrauheit sind von Interesse in speziellen Anwendungen.The Industry has a high demand for plastic films such. B. biaxial oriented polypropylene or biaxially oriented polyester films, the defined surfaces and optical properties. Slides with uniform, not too high surface roughness are of interest in special applications.
In der US-A-3,154,461 wird ein Verfahren zur Herstellung einer biaxial orientierten Folie aus thermoplastischem Kunststoff (z. B. Polyethylenterephthalat, Polypropylen) mit matter Oberfläche beansprucht, bei dem die Folie inkompressible Partikel (z. B. Calciumcarbonat, Siliciumdioxid) in einer Größe von 0,3 bis 20 μm und in einer Konzentration von 1 bis 25 Gew.- % enthält. Weiterhin ist in dieser Anmeldung die matte Folie, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, beansprucht. Für viele Anwendungen ist die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Folie zu rau.In US-A-3,154,461 discloses a process for producing a biaxial oriented film of thermoplastic material (eg polyethylene terephthalate, Polypropylene) with a matt surface in which the film comprises incompressible particles (eg calcium carbonate, Silicon dioxide) in a size of 0.3 up to 20 μm and in a concentration of 1 to 25% by weight. Furthermore, in this Registration of the matt film produced by the process according to the invention, claimed. For Many applications are those produced by the process of the invention Film too rough.
In der EP-A-1 197 326 wird eine matte, biaxial orientierte Polyesterfolie beschrieben, die 1 bis 10 Gew.-% Partikel mit einer mittleren Partikelgröße von 2 bis 5 μm enthält. Die mittlere Rauigkeit Ra dieser Folien liegt im Bereich von 150 bis 1000 μm. Über die Gleichmäßigkeit der Rauheit und die Höhe der höchsten Erhebungen werden keine Aussagen gemacht.EP-A-1 197 326 describes a matt, biaxially oriented polyester film which contains 1 to 10% by weight of particles having an average particle size of 2 to 5 μm. The mean roughness R a of these films is in the range of 150 to 1000 microns. About the uniformity of the roughness and the height of the highest surveys, no statements are made.
In der EP-B-0 152 265 wird eine Polyesterfolie beschrieben, die 0,01 bis 1,0 Gew.-% Siliziumdioxid und/oder Titandioxid mit einer mittleren Teilchengröße von 0,01 bis 0,5 μm und 0,02 bis 0,5 Gew.-% Calciumcarbonat mit einer mittleren Teilchengröße von 0,04 bis 0,48 μm enthält. Diese Folie besitzt aufgrund der kleinen Partikel eine sehr niedrige Rauigkeit, über die Transparenz werden keine Aussagen getroffen.In EP-B-0 152 265 describes a polyester film which is 0.01 to 1.0% by weight of silica and / or titanium dioxide having a mean Particle size of 0.01 up to 0.5 μm and 0.02 to 0.5 weight percent calcium carbonate having a mean particle size of 0.04 to 0.48 μm contains. This film has a very low due to the small particles Roughness, about the transparency is not made statements.
Die JP-A-62-241928 beschreibt eine Folie, die Titandioxid, Siliziumdioxid und einen optischen Aufheller enthält. Die Konzentration des Titandioxids liegt im Bereich von 8 bis 20 Gew.-%, dadurch hat die Folie eine sehr niedrige Transparenz.The JP-A-62-241928 describes a film comprising titanium dioxide, silica and an optical brightener. The concentration of titanium dioxide is in the range of 8 to 20 wt .-%, thereby the film has a very low transparency.
In der EP-A-0 723 565 wird eine Polyesterfolie beansprucht, die 1 bis 20 Gew.-% Titandioxid und 0,1 bis 6 Gew.-% Glimmer mit einer mittleren Teilchengröße von 3 bis 40 μm enthält. Aufgrund der hohen Titandioxidmenge ist die Transparenz zu gering.In EP-A-0 723 565 claims a polyester film comprising 1 to 20 wt .-% titanium dioxide and 0.1 to 6 wt .-% mica with a medium Particle size of 3 up to 40 μm contains. Due to the high amount of titanium dioxide, the transparency is too low.
In der US-A-5,403,879 wird eine Polyesterfolie beansprucht, die 5 bis 25 Gew.-% Titandioxid, 0,1 bis 3 Gew.-% Silica mit einer mittleren Teilchengröße von 1 bis 5 μm und 0,02 bis 1,0 Gew.-% eines fluoreszierenden organischen Pigments enthält. Durch die hohe Konzentration an Titandioxid besitzt die Folie eine sehr niedrige Transparenz. In den Beispielen werden Folien mit einer Transparenz von kleiner 2 % genannt bei einer Foliendicke von 188 μm.In US-A-5,403,879 claims a polyester film, the 5 bis 25 wt .-% titanium dioxide, 0.1 to 3 wt .-% silica with a middle Particle size of 1 up to 5 μm and 0.02 to 1.0% by weight of a fluorescent organic pigment contains. Due to the high concentration of titanium dioxide, the film has a very low transparency. In the examples, films with a Transparency of less than 2% called at a film thickness of 188 microns.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, eine biaxial orientierte Polyesterfolie bereitzustellen, die eine gleichmäßig niedrige Rauigkeit und definierte optische Eigenschaften aufweist. Insbesondere sollte die Transparenz der Folie im Bereich von 30 bis 90 % liegen. Die Struktur der Oberfläche soll dazu führen, dass sich die Folie gut verarbeiten und beschichten lässt. Es dürfen keine hohen Spitzen (Rp über 4 μm) vorhanden sein. Diese würden zu Defekten in der Beschichtung führen. Solche Folien werden z. B. benötigt in Anwendungen, bei denen die Oberflächentopographie der Folie auf ein Substrat übertragen wird, und speziell dann, wenn die Folie mit einer Trennschicht, die auf dem Substrat haften bleibt, beschichtet wird.The object of the present invention was to provide a biaxially oriented polyester film which has a uniformly low roughness and defined optical properties. In particular, the transparency of the film should be in the range of 30 to 90%. The structure of the surface should cause the film to be well processed and coated. There must be no high peaks (R p over 4 μm). These would lead to defects in the coating. Such films are z. In applications where the surface topography of the film is transferred to a substrate, and especially when the film is coated with a release layer which adheres to the substrate.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine biaxial orientierte Polyesterfolie mit mindestens einer matten Basisschicht (B) gelöst, die sowohl Siliziumdioxid zur Erzeugung der Oberflächenrauigkeit als auch Titandioxid zur Einstellung der Transparenz enthält. Die Konzentration der beiden Füllstoffe liegt bei jeweils 0,25 bis <1,0 Gew.-%, bevorzugt 0,3 bis 0,95 Gew.-%, besonders bevorzugt bei 0,35 bis 0,9 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Folie. Durch entsprechende Variation der Konzentration der beiden Füllstoffe erreicht man für unterschiedlich dicke Folien Rau- und Transparenzwerte, die im gewünschten Bereich liegen.The object is achieved by a biaxially oriented polyester film with at least one matte base layer (B), which contains both silicon dioxide for generating the surface roughness and titanium dioxide for adjusting the transparency. The concentration of the two fillers is in each case 0.25 to <1.0 wt .-%, preferably 0.3 to 0.95 wt .-%, particularly preferably 0.35 to 0.9 wt .-%, based on the total weight of the film. By correspondingly varying the concentration of the two fillers, roughness and transparency values which are within the desired range are achieved for films of different thicknesses.
Bevorzugt weist die erfindungsgemäße Folie folgende Eigenschaften auf:
- • Die höchste Erhebung auf der Folie (RP) ist kleiner 4,0 μm, bevorzugt kleiner 3,5 μm und besonders bevorzugt kleiner 3,0 μm.
- • Die Größe der SiO2-Partikel liegt zwischen 0,5 μm und 3,0 μm, bevorzugt zwischen 1,0 μm und 2,8 μm und besonders bevorzugt zwischen 1,5 μm und 2,5 μm (d50). Das Siliziumdioxid ist bevorzugt amorphe Kieselsäure. Die Ausdehnung der SiO2-Partikel sollte in alle Raumrichtungen ungefähr gleich groß sein, d. h. das Verhältnis von Länge zu Breite zu Höhe sollte nahe bei 1:1:1 liegen, bevorzugt bei (0,9–1,1):(0,9–1,1):1.
- • Die Transparenz der Folie liegt im Bereich zwischen 30 und 90 %, bevorzugt zwischen 40 und 80 % und besonders bevorzugt zwischen 50 und 70 %.
- • Das Titandioxid kann sowohl vom Rutil-Typ als auch vom Anatas-Typ sein. Die Korngröße des Titandioxids liegt bevorzugt zwischen 0,02 und 0,6 μm, bevorzugt zwischen 0,05 und 0,5 μm und besonders bevorzugt zwischen 0,1 und 0,4 μm.
- • Die Zahl der Erhebungen auf der Oberfläche der Folie, die höher als 0,1 μm sind, liegt zwischen 800 und 10000 pro mm2, bevorzugt zwischen 1000 und 7500 pro mm2 und besonders bevorzugt zwischen 1200 pro mm2 und 5000 pro mm2.
- • Der Glanz der Folie, gemessen bei 60°, liegt zwischen 20 und 100, bevorzugt zwischen 30 und 85 und besonders bevorzugt zwischen 40 und 70.
- The highest elevation on the film (R P ) is less than 4.0 μm, preferably less than 3.5 μm and particularly preferably less than 3.0 μm.
- The size of the SiO 2 particles is between 0.5 μm and 3.0 μm, preferably between 1.0 μm and 2.8 μm and particularly preferably between 1.5 μm and 2.5 μm (d 50 ). The silica is preferably amorphous silica. The extent of the SiO 2 particles should be approximately the same in all spatial directions, ie the ratio of length to width to height should be close to 1: 1: 1, preferably at (0.9-1.1) :( 0, 9 to 1.1):. 1
- The transparency of the film is in the range between 30 and 90%, preferably between 40 and 80% and particularly preferably between 50 and 70%.
- The titanium dioxide can be both rutile and anatase type. The particle size of the titanium dioxide is preferably between 0.02 and 0.6 μm, preferably between 0.05 and 0.5 μm and particularly preferably between 0.1 and 0.4 μm.
- The number of elevations on the surface of the film which are greater than 0.1 μm is between 800 and 10,000 per mm 2 , preferably between 1,000 and 7,500 per mm 2, and particularly preferably between 1,200 per mm 2 and 5,000 per mm 2 ,
- The gloss of the film, measured at 60 °, is between 20 and 100, preferably between 30 and 85 and particularly preferably between 40 and 70.
Erfindungsgemäß ist die Folie vorzugsweise einschichtig aufgebaut und umfasst in diesem Fall als Schicht nur die Basisschicht (B).According to the invention Foil preferably monolayer and includes in this Case as a layer only the base layer (B).
Die Basisschicht (B) der Folie enthält bevorzugt mindestens 70 Gew.-% thermoplastischen Polyester. Dafür geeignet sind Polyester aus Ethylenglykol und Terephthalsäure (= Polyethylenterephthalat, PET), aus Ethylenglykol und Naphthalin-2,6-dicarbonsäure (= Polyethylen-2,6-naphthalat, PEN), aus 1,4-Bis-hydroxymethyl-cyclohexan und Terephthalsäure [= Poly(1,4-cyclohexandimethylenterephthalat), PCDT] sowie aus Ethylenglykol, Naphthalin-2,6-dicarbonsäure und Biphenyl-4,4'-dicarbonsäure (= Polyethylen-2,6-naphthalatbibenzoat, PENBB). Besonders bevorzugt sind Polyester, die zu mindestens 90 Mol-%, bevorzugt mindestens 95 Mol-%, aus Ethylenglykol- und Terephthalsäure-Einheiten oder aus Ethylenglykol- und Naphthalin-2,6-dicarbonsäure-Einheiten bestehen. In einer ganz bevorzugten Ausführungsform besteht die Basisschicht aus Polyethylenterephthalat-Homopolymer.The Base layer (B) of the film contains preferably at least 70% by weight of thermoplastic polyester. Suitable for that are polyesters of ethylene glycol and terephthalic acid (= polyethylene terephthalate, PET), ethylene glycol and naphthalene-2,6-dicarboxylic acid (= polyethylene-2,6-naphthalate, PEN), from 1,4-bis-hydroxymethyl-cyclohexane and terephthalic acid [= poly (1,4-cyclohexanedimethylene terephthalate), PCDT] and ethylene glycol, naphthalene-2,6-dicarboxylic acid and Biphenyl-4,4'-dicarboxylic acid (= polyethylene-2,6-naphthalate bibenzoate, PENBB). Particularly preferred are polyesters which are at least 90 Mol%, preferably at least 95 mol%, of ethylene glycol and terephthalic acid units or consist of ethylene glycol and naphthalene-2,6-dicarboxylic acid units. In a very preferred embodiment For example, the base layer is polyethylene terephthalate homopolymer.
Geeignete andere aliphatische Diole sind beispielsweise Diethylenglykol, Triethylenglykol, aliphatische Glykole der allgemeinen Formel HO-(CH2)n-OH, wobei n eine ganze Zahl von 3 bis 6 darstellt, (insbesondere Propan-1,3-diol, Butan-1,4-diol, Pentan-1,5-diol und Hexan-1,6-diol) oder verzweigte aliphatische Glykole mit bis zu 6 Kohlenstoff-Atomen. Von den cycloaliphatischen Diolen sind Cyclohexandiole (insbesondere Cyclohexan-1,4-diol) zu nennen. Geeignete andere aromatische Diole entsprechen beispielsweise der Formel HO-C6H4-X-C6H4-OH, wobei X für -CH2, -C(CH3)2, -C(CF3)2, -O-, -S- oder -SO2 steht. Daneben sind auch Bisphenole der Formel HO-C6H4-C6H4-OH gut geeignet.Suitable other aliphatic diols are, for example, diethylene glycol, triethylene glycol, aliphatic glycols of the general formula HO- (CH 2 ) n -OH, where n is an integer from 3 to 6, (in particular propane-1,3-diol, butane-1, 4-diol, pentane-1,5-diol and hexane-1,6-diol) or branched aliphatic glycols having up to 6 carbon atoms. Of the cycloaliphatic diols, mention may be made of cyclohexanediols (in particular cyclohexane-1,4-diol). Suitable other aromatic diols correspond, for example, to the formula HO-C 6 H 4 -XC 6 H 4 -OH, where X is -CH 2 , -C (CH 3 ) 2 , -C (CF 3 ) 2 , -O-, - S- or -SO 2 is. In addition, bisphenols of the formula HO-C 6 H 4 -C 6 H 4 -OH are also very suitable.
Andere aromatische Dicarbonsäuren sind bevorzugt Benzoldicarbonsäuren, Naphthalindicarbonsäuren, beispielsweise Naphthalin-1,4- oder -1,6-dicarbonsäure, Biphenyl-x,x'-dicarbonsäuren, insbesondere Biphenyl-4,4'-dicarbonsäure, Diphenylacetylen-x,x'-dicarbonsäuren, insbesondere Diphenylacetylen-4,4'-dicarbonsäure, oder Stilben-x,x'-dicarbonsäuren. Von den cycloaliphatischen Dicarbonsäuren sind Cyclohexandicarbonsäuren, insbesondere Cyclohexan-1,4-dicarbonsäure, zu nennen. Von den aliphatischen Dicarbonsäuren sind die (C3 bis C19)-Alkandisäuren besonders geeignet, wobei der Alkanteil geradkettig oder verzweigt sein kann.Other aromatic dicarboxylic acids are preferably benzenedicarboxylic acids, naphthalenedicarboxylic acids, for example naphthalene-1,4- or 1,6-dicarboxylic acid, biphenyl-x, x'-dicarboxylic acids, in particular biphenyl-4,4'-dicarboxylic acid, diphenylacetylene-x, x'- dicarboxylic acids, in particular diphenylacetylene-4,4'-dicarboxylic acid, or stilbene-x, x'-dicarboxylic acids. Of the cycloaliphatic dicarboxylic acids, mention may be made of cyclohexanedicarboxylic acids, in particular cyclohexane-1,4-dicarboxylic acid. Of the aliphatic dicarboxylic acids, the (C 3 to C 19 ) alkanedioic acids are particularly suitable, it being possible for the alkane part to be straight-chain or branched.
Die gegebenenfalls vorhandene(n) zusätzlichen Schichten (Zwischen- oder Deckschichten) der Folie bestehen bevorzugt ebenfalls aus einem Polyester, wie er oben für die Basisschicht beschrieben wurde, wobei die Zusammensetzung gleich oder verschieden ist von der der Basisschicht.The if applicable, additional (s) Layers (intermediate or outer layers) of the film are preferred also made of a polyester, as described above for the base layer was, wherein the composition is the same or different from that of the base layer.
Die Herstellung der Polyester kann z. B. nach dem Umesterungsverfahren erfolgen. Dabei geht man von Dicarbonsäureestern und Diolen aus, die mit den üblichen Umesterungskatalysatoren wie Zink-, Calcium-, Lithium-, Magnesium- und Mangan-Salzen umgesetzt werden. Die Zwischenprodukte werden dann in Gegenwart allgemein üblicher Polykondensationskatalysatoren wie Antimontrioxid oder Titan-Salzen polykondensiert. Die Herstellung kann ebenso gut nach dem Direktveresterungsverfahren in Gegenwart von Polykondensationskatalysatoren erfolgen. Dabei geht man direkt von den Dicarbonsäuren und den Diolen aus.The Preparation of the polyester can z. B. after the transesterification process respectively. It is based on dicarboxylic acid esters and diols, the with the usual Transesterification catalysts such as zinc, calcium, lithium, magnesium and manganese salts be implemented. The intermediates are then in the presence generally more common Polycondensation catalysts such as antimony trioxide or titanium salts polycondensed. The production can be just as good after the direct esterification process in the presence of polycondensation catalysts. there starting directly from the dicarboxylic acids and diols.
Die Folie gemäß der Erfindung enthält sowohl SiO2-Partikel als auch TiO2-Partikel zur Erzeugung der gewünschten Oberflächeneigenschaften und Optik.The film according to the invention contains both SiO 2 particles and TiO 2 particles to produce the desired surface properties and appearance.
Die SiO2-Partikel sind in der Folie in einer Menge von 0,25 bis <1,0 Gew.-%, bevorzugt 0,3 bis 0,95 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,35 bis 0,9 Gew.-%, (bezogen auf das Gesamtgewicht der Folie) enthalten. Wenn die Folie mehrschichtig ist, dann ist die angegebene Menge an SiO2-Partikeln zumindest in einer äußeren Schicht enthalten. Sind weniger als 0,25 Gew.-% vorhanden, so sind zu wenig Erhebungen an der Oberfläche der Folie. Sind 1,0 oder mehr als 1,0 Gew.-% vorhanden, so wird die Oberfläche inhomogen, da Partikel an der Oberfläche durch darunter liegende Partikel nach oben gedrückt werden. Bevorzugt weisen die SiO2-Partikel eine mittlere Teilchengröße von 0,5 bis 3,0 μm, bevorzugt von 1 bis 2,8 μm und besonders bevorzugt von 1,5 bis 2,5 μm (d50) auf. Sind die Partikel größer als 3,0 μm, so sind die Erhebungen zu hoch und führen zu Beschichtungsfehlern. Die Ausdehnung der SiO2-Partikel sollte in alle Raumrichtungen ungefähr gleich groß sein, d. h. das Verhältnis von Länge zu Breite zu Höhe sollte nahe bei 1:1:1 liegen, bevorzugt bei (0,9–1,1):(0,9–1,1):1. Als Siliziumdioxidpartikel werden bevorzugt amorphe Kieselsäurepartikel eingesetzt.The SiO 2 particles are in the film in an amount of 0.25 to <1.0 wt .-%, preferably 0.3 to 0.95 wt .-%, particularly preferably 0.35 to 0.9 wt. -%, (based on the total weight of the film). If the film is multi-layered, then the indicated amount of SiO 2 particles is contained at least in an outer layer. If less than 0.25 wt .-% present, so are too few projections on the surface of the film. If 1.0 or more than 1.0 wt% is present, the surface becomes inhomogeneous because particles on the surface are pushed up by particles underneath. The SiO 2 particles preferably have an average particle size of from 0.5 to 3.0 μm, preferably from 1 to 2.8 μm and particularly preferably from 1.5 to 2.5 μm (d 50 ). If the particles are larger than 3.0 μm, the elevations are too high and lead to coating errors. The extent of the SiO 2 particles should be approximately the same in all spatial directions, ie the ratio of length to width to height should be close to 1: 1: 1, preferably at (0.9-1.1) :( 0, 9 to 1.1):. 1 As silicon dioxide particles, amorphous silica particles are preferably used.
Die TiO2-Partikel sind in der Folie ebenfalls in einer Menge von 0,25 bis <1,0 Gew.-%, bevorzugt 0,3 bis 0,95 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,35 bis 0,9 Gew.-%, (bezogen auf das Gesamtgewicht der Folie, auch wenn die Folie mehrschichtig ist) enthalten. Sind weniger als 0,25 Gew.-% vorhanden, so ist die Transparenz zu hoch. Sind 1,0 oder mehr als 1,0 Gew.-% vorhanden, ist die Transparenz zu niedrig. Bevorzugt weisen die TiO2-Partikel eine mittlere Teilchengröße (d50) von 0,02 bis 0,6 μm, bevorzugt von 0,05 bis 0,5 μm und besonders bevorzugt von 0,1 bis 0,4 μm auf. Sind die Partikel kleiner als 0,02 μm, so bilden sich leicht Agglomerate. Sind die Partikel größer als 0,6 μm, so beeinflussen sie die Rauigkeit. Die Titandioxidpartikel können sowohl vom Rutil-Typ als auch vom Anatas-Typ sein.The TiO 2 particles are likewise present in the film in an amount of 0.25 to <1.0% by weight, preferably 0.3 to 0.95% by weight, particularly preferably 0.35 to 0.9% by weight .-%, (based on the total weight of the film, even if the film is multi-layered). If less than 0.25% by weight is present, the transparency is too high. If 1.0 or more than 1.0 wt% is present, the transparency is too low. The TiO 2 particles preferably have an average particle size (d 50 ) of 0.02 to 0.6 μm, preferably of 0.05 to 0.5 μm and particularly preferably of 0.1 to 0.4 μm. If the particles are smaller than 0.02 μm, agglomerates readily form. If the particles are larger than 0.6 μm, they affect the roughness. The titania particles can be both rutile and anatase types.
Die Kombination der SiO2-Partikel und TiO2-Partikel bewirkt, dass die höchste Erhebung auf der Folie (Rp) kleiner gleich 4,0 μm ist, bevorzugt kleiner gleich 3,5 μm und besonders bevorzugt kleiner gleich 3,0 μm. Ist sie größer als 4,0 μm, so durchstoßen diese Spitzen eine in einem weiteren Verarbeitungsschritt aufgebrachte Beschichtung. Die Gesamtzahl der Erhebungen auf der Oberfläche der Folie, die höher als 0,1 μm sind, liegt zwischen 800 und 10000 pro mm2, bevorzugt zwischen 1000 und 7500 pro mm2 und besonders bevorzugt zwischen 1200 pro mm2 und 5000 pro mm2. Ist sie kleiner als 800 pro mm2, so führt dies zu Problemen bei der Verarbeitung.The combination of the SiO 2 particles and TiO 2 particles has the effect that the highest elevation on the film (R p ) is less than or equal to 4.0 μm, preferably less than or equal to 3.5 μm and particularly preferably less than or equal to 3.0 μm. If it is greater than 4.0 microns, so pierce these tips applied in a further processing step coating. The total number of elevations on the surface of the film that are greater than 0.1 μm is between 800 and 10,000 per mm 2 , preferably between 1,000 and 7,500 per mm 2, and particularly preferably between 1,200 per mm 2 and 5,000 per mm 2 . If it is smaller than 800 per mm 2 , it causes problems in processing.
Die Kombination der SiO2-Partikel und TiO2-Partikel bewirkt außerdem, dass die Transparenz der Folie zwischen 30 und 90 %, bevorzugt zwischen 40 und 80 % und besonders bevorzugt zwischen 50 und 70 % liegt.The combination of the SiO 2 particles and TiO 2 particles additionally causes the transparency of the film to be between 30 and 90%, preferably between 40 and 80% and particularly preferably between 50 and 70%.
Die Basisschicht (B) kann neben den SiO2 und TiO2-Partikeln noch zusätzlich übliche Additive wie beispielsweise Stabilisatoren enthalten. Als Stabilisatoren werden vorteil haft beispielsweise Phosphorverbindungen wie Phosphorsäure oder Phosphorsäureester eingesetzt. Weitere Partikel, die die Oberflächeneigenschaften und/oder Optik der Folie beeinflussen, wie CaCO3-Partikel sind in der erfindungsgemäßen Folie bevorzugt nicht vorhanden.The base layer (B), in addition to the SiO 2 and TiO 2 particles still contain conventional additives such as stabilizers. As stabilizers are advantageously used, for example, phosphorus compounds such as phosphoric acid or phosphoric acid esters. Other particles which influence the surface properties and / or appearance of the film, such as CaCO 3 particles are preferably not present in the film according to the invention.
Die Dicke der erfindungsgemäßen Polyesterfolie kann innerhalb bestimmter Grenzen variieren. Sie liegt vorteilhaft im Bereich von 10 bis 350 μm, insbesondere von 15 bis 300 μm, vorzugsweise von 20 bis 250 μm.The Thickness of the polyester film according to the invention can vary within certain limits. It is advantageous in the range of 10 to 350 μm, in particular from 15 to 300 μm, preferably from 20 to 250 microns.
Herstellungsverfahren:Production method:
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polyesterfolie nach dem an sich aus der Literatur bekannten Extrusionsverfahren (s. z. B.: „Handbook of Thermoplastic Polyesters, Ed. S. Fakirov, Wiley-VCH, 2002" oder im Kapitel „Polyesters, Films" in der „Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Vol. 12, John Wiley & Sons, 1988").The The invention also relates to a process for the preparation of the polyester film according to the invention according to the known per se from the literature extrusion process (see for example: "Handbook of Thermoplastic Polyesters, Ed. S. Fakirov, Wiley-VCH, 2002 "or in the chapter" Polyesters, Films "in the" Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Vol. 12, John Wiley & Sons, 1988 ").
Im Rahmen dieses Verfahrens wird so vorgegangen, dass die der Folie entsprechende Schmelze durch eine Flachdüse extrudiert wird, die so erhaltene Folie zur Verfestigung auf einer oder mehreren Walze/n abgezogen wird, die Folie anschließend biaxial gestreckt (orientiert), die biaxial gestreckte Folie thermofixiert und gegebenenfalls an der zur Behandlung vorgesehenen Oberflächenschicht noch corona- oder flammbehandelt wird.in the Under this procedure, the procedure is that of the film corresponding melt is extruded through a flat die, the so obtained film for solidification on one or more roller / s deducted will, then the slide biaxially stretched (oriented), the biaxially stretched film heat-set and optionally on the surface layer intended for the treatment is still corona or flame treated.
Die biaxiale Streckung (Orientierung) wird im Allgemeinen aufeinander folgend durchgeführt, wobei die aufeinander folgende biaxiale Streckung, bei der zuerst längs (in Maschinenrichtung) und dann quer (senkrecht zur Maschinenrichtung) gestreckt wird, bevorzugt ist.The biaxial stretching (orientation) is generally performed consecutively, with the successive biaxial stretching, first longitudinal (in the machine direction) and then transverse (vertical) right to the machine direction), is preferred.
Zunächst wird, wie beim Extrusionsverfahren üblich, das Polymere bzw. die Polymermischung für die Folie in einem Extruder komprimiert und verflüssigt, wobei die gegebenenfalls als Zusätze vorgesehenen Additive bereits im Polymer bzw. in der Polymermischung enthalten sein können. Die Schmelze wird dann gleichzeitig durch eine Flachdüse (Breitschlitzdüse) gepresst, und die ausgepresste Schmelze wird auf einer oder mehreren gekühlten Abzugswalzen abgezogen, wobei die Schmelze abkühlt und sich zu einer Vorfolie verfestigt.First, as usual in the extrusion process, the polymer or the polymer mixture for the film in an extruder compressed and liquefied, where appropriate as additives provided additives already in the polymer or in the polymer mixture may be included. The melt is then simultaneously pressed through a flat die (slot die), and the squeezed melt is deposited on one or more cooled draw rolls withdrawn, the melt cools and becomes a prefilm solidified.
Die biaxiale Streckung wird im Allgemeinen sequentiell durchgeführt. Dabei wird die Vorfolie vorzugsweise zuerst in Längsrichtung (d. h. in Maschinenrichtung = MD-Richtung) und anschließend in Querrichtung (d. h. senkrecht zur Maschinenrichtung = TD-Richtung) gestreckt. Dies führt zu einer räumlichen Ausrichtung (Orientierung) der Polymerketten. Das Strecken in Längsrichtung lässt sich mit Hilfe zweier entsprechend dem angestrebten Streckverhältnis verschieden schnell rotierender Walzen durchführen. Zum Querstrecken benutzt man allgemein einen entsprechenden Kluppenrahmen, in dem die Folie an beiden Rändern eingespannt und dann bei erhöhter Temperatur nach beiden Seiten gezogen wird.The Biaxial stretching is generally performed sequentially. there Preferably, the prefilm is first longitudinally (i.e., in the machine direction = MD direction) and subsequently in the transverse direction (i.e., perpendicular to the machine direction = TD direction) stretched. this leads to to a spatial Orientation (orientation) of the polymer chains. The stretching in the longitudinal direction let yourself with the help of two different according to the desired stretch ratio fast rotating rollers. Used for cross stretching you generally have a corresponding clip frame in which the film on both edges clamped and then at elevated Temperature is drawn to both sides.
Die Temperatur, bei der die Streckung durchgeführt wird, kann in einem relativ großen Bereich variieren und richtet sich nach den gewünschten Eigenschaften der Folie. Im Allgemeinen wird die Längsstreckung bei einer Temperatur im Bereich von 80 bis 130 °C und die Querstreckung im Bereich von 80 bis 150 °C durchgeführt. Das Längsstreckverhältnis liegt allgemein im Bereich von 2,5:1 bis 5:1, bevorzugt von 3:1 bis 4,5:1. Das Querstreckverhältnis liegt allgemein im Bereich von 3,0:1 bis 5,0:1, bevorzugt von 3,5:1 bis 4,5:1.The Temperature at which the stretching is carried out can be done in a relative huge Range vary and depends on the desired properties of the film. In general, the longitudinal stretching is at a temperature in the range of 80 to 130 ° C and the transverse extent in the range from 80 to 150 ° C carried out. The longitudinal stretching ratio is generally in the range of 2.5: 1 to 5: 1, preferably from 3: 1 to 4.5: 1. The Transverse stretching ratio is generally in the range of 3.0: 1 to 5.0: 1, preferably 3.5: 1 to 4.5: 1.
Bei der nachfolgenden Thermofixierung wird die Folie über eine Zeitdauer von etwa 0,1 bis 10 s bei einer Temperatur im Bereich von 150 bis 250 °C gehalten. Anschließend wird die Folie in üblicher Weise aufgewickelt.at the subsequent heat setting is the film over a Duration of about 0.1 to 10 seconds at a temperature in the range from 150 to 250 ° C held. Subsequently The film is in the usual Wrapped up way.
Nach der biaxialen Streckung können eine oder beide Oberfläche/n der Folie nach einer der bekannten Methoden corona- oder flammbehandelt werden. Die Behandlungsintensität wird so eingestellt, dass sich eine Oberflächenspannung im Bereich von über 45 mN/m einstellt.To the biaxial stretching can one or both surfaces the film corona- or flame-treated according to one of the known methods become. The treatment intensity is adjusted so that a surface tension in the range of about 45 mN / m established.
Zur Einstellung weiterer gewünschter Eigenschaften kann die Folie zusätzlich beschichtet werden. Typische Beschichtungen sind haftvermittelnd, antistatisch, schlupfverbessernd, hydrophil oder dehäsiv wirkend. Es bietet sich an, diese zusätzlichen Schichten über In-line-Beschichtung mittels wässriger Dispersionen nach dem Streckschritt in Längsrichtung und vor dem Streckschritt in Querrichtung auf die Folie aufzubringen.to Setting further desired Properties can add the foil in addition be coated. Typical coatings are adhesion-promoting, antistatic, slip-improving, hydrophilic or dehesivative. It lends itself to these extra Layers over In-line coating by means of aqueous Dispersions after the stretching step in the longitudinal direction and before the stretching step in the transverse direction to apply to the film.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Folie ist gewährleistet, dass das Verschnittmaterial (Regenerat) in einer Menge im Bereich von bis zu 70 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Folie, wieder der Extrusion zugeführt werden kann, ohne dass dabei die physikalischen Eigenschaften der Folie nennenswert negativ beeinflusst werden, insbesondere nicht ihr optisches Erscheinungsbild.at the production of the film according to the invention is ensured that the waste material (regenerate) in an amount in the range of up to 70 wt .-%, based on the total weight of the film, again the Extrusion supplied can be, without doing the physical properties of the Slide are negatively influenced, especially not her visual appearance.
Die erfindungsgemäße Folie zeichnet sich durch definierte optische Eigenschaften und eine gleichmäßige Rauigkeit aus. Die folgende Tabelle 1 gibt die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Folien wider.The inventive film is characterized by defined optical properties and a uniform roughness out. The following Table 1 gives the properties of the films of the invention contrary.
Tabelle 1 Table 1
Aufgrund ihrer Eigenschaften eignen sich die erfindungsgemäßen Folien zur Erzeugung von wenig glänzenden, rauen Oberflächen auf verschiedenen Substraten, besonders wenn zunächst dünne Schichten auf die Folie aufgebracht werden. In diesem Falle kommt es durch die niedrige, gleichmäßige Rauigkeit zur homogenen Beschichtung der Oberfläche. Eine Bildung von Löchern oder Dünnstellen in der Beschichtung wird verhindert. Besonders bevorzugt ist die Anwendung als Transfer- und Trennfolie.by virtue of their properties, the films of the invention are suitable for the production of less shiny, rough surfaces on different substrates, especially when first applying thin layers to the film be applied. In this case it comes through the low, uniform roughness for homogeneous coating of the surface. A formation of holes or thin places in the coating is prevented. Particularly preferred is the Application as transfer and release film.
Zur Charakterisierung der Rohstoffe und der Folien wurden im Rahmen der vorliegenden Erfindung die folgenden Messmethoden benutzt:to Characterization of the raw materials and the films were in the frame the present invention uses the following measurement methods:
SV-Wert (standard viscosity)SV value (standard viscosity)
Die Standardviskosität SV (DCE) wird, angelehnt an DIN 53726, in Dichloressigsäure gemessen.The standard viscosity SV (DCE) is measured, based on DIN 53726, in dichloroacetic acid.
Die
intrinsische Viskosität
(IV) berechnet sich wie folgt aus der Standardviskosität
Glanzshine
Der Glanz wurde nach DIN 67 530 bestimmt. Gemessen wurde der Reflektorwert als optische Kenngröße für die Oberfläche einer Folie. Angelehnt an die Normen ASTM-D 523-78 und ISO 2813 wurde der Einstrahlwinkel mit 60° eingestellt. Ein Lichtstrahl trifft unter dem eingestellten Einstrahlwinkel auf die ebene Prüffläche und wird von dieser reflektiert bzw. gestreut. Die auf den photoelektronischen Empfänger auffallenden Lichtstrahlen werden als proportionale elektrische Größe angezeigt. Der Messwert ist dimensionslos und muss mit dem Einstrahlwinkel angegeben werden.Of the Gloss was determined according to DIN 67 530. The reflector value was measured as an optical parameter for the surface of a Foil. Based on standards ASTM-D 523-78 and ISO 2813 the angle of incidence is set at 60 °. A light beam hits below the set angle of incidence the flat test surface and is reflected or scattered by this. The on the photoelectronic receiver striking light rays are called proportional electric Size displayed. The measured value is dimensionless and must match the angle of incidence be specified.
Messung des mittleren Durchmessers d50 Measurement of the mean diameter d 50
Die Bestimmung des mittleren Durchmessers d50 wurde mittels Laser auf einem Malvern Master Sizer nach der Standardmethode durchgeführt (andere Messgeräte sind z. B. Horiba LA 500 oder Sympathec Helos, welche das gleiche Messprinzip verwenden). Die Proben wurden dazu in eine Küvette mit Wasser gegeben und diese dann in das Messgerät gestellt. Der Messvorgang ist automatisch und beinhaltet auch die mathematische Bestimmung des d50-Wertes.The determination of the mean diameter d 50 was carried out by laser on a Malvern Master Sizer according to the standard method (other measuring devices are for example Horiba LA 500 or Sympathec Helos, which use the same measuring principle). The samples were placed in a cuvette with water and then placed in the meter. The measuring process is automatic and includes the mathematical determination of the d 50 value.
Der
d50-Wert wird dabei definitionsgemäß aus der
(relativen) Summenkurve der Partikelgrößenverteilung bestimmt: Der
Schnittpunkt des 50 %-Ordinatenwertes mit der Summenkurve liefert
auf der Abszissenachse sofort den gewünschten d50-Wert.
Wie dies zu verstehen ist, wird in
Höchste Erhebung, Anzahl der ErhebungenHighest collection, number of surveys
Die höchste Erhebung auf der Folie und die Anzahl der Erhebungen wurden mit einem Weißlicht-Interferometrie-Mikroskop der Firma Veeco, Typ Wyko NT3300 bestimmt. Zur Messung wurde ein Folienstück von 10·10 cm Größe auf den Tisch des Mikroskops gelegt und zur Fixierung mit einem Metallring mit einem Durchmesser von 5 cm beschwert. Gemessen wurde eine Fläche von 0,9 mm·1,2 mm bei 5,1-facher Vergrößerung, die einzelnen Messpunkte liegen 1,65 μm auseinander. Eine eventuelle Welligkeit des Musters wurde herausgefiltert. Die maximale Erhebung RP ist der Abstand von der berechneten Mittelebene (Mittelwert aller Messpunkte) zum höchsten Punkt analog DIN EN ISO 4287.The highest elevation on the film and the number of elevations were determined using a white light interferometry microscope made by Veeco, type Wyko NT3300. For measurement, a piece of film 10 × 10 cm in size was placed on the table of the microscope and weighted for fixing with a metal ring with a diameter of 5 cm. An area of 0.9 mm x 1.2 mm at 5.1x magnification was measured, the individual measuring points are 1.65 μm apart. A possible waviness of the pattern was filtered out. The maximum elevation R P is the distance from the calculated center plane (mean of all measuring points) to the highest point in accordance with DIN EN ISO 4287.
Für die Bestimmung der Anzahl der Erhebung wurden diese wie folgt definiert. Eine Erhebung oder Spitze ist ein Messpunkt, der mindestens 0,1 μm höher ist (in z-Richtung) als seine vier nächsten Nachbarn (in x- und y-Richtung) und der höher ist als 20 % der Höhe der höchsten Erhebung. Angegeben sind jeweils die Mittelwerte aus 5 Einzelmessungen.For the determination the number of the survey was defined as follows. A survey or peak is a measuring point that is at least 0.1 μm higher (in the z direction) as his four next Neighbors (in x and y direction) and which is higher than 20% of the height of the highest elevation. The mean values from 5 individual measurements are given in each case.
Transparenztransparency
Die Messung an den Polyesterfolien erfolgt am Hazegard Hazemeter XL-211 der Fa. BYK Gardner nach ASTM-D 1003-00.The The polyester films are measured on the Hazegard Hazemeter XL-211 BYK Gardner according to ASTM-D 1003-00.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert.in the The invention will be explained in more detail below with reference to examples.
Beispiel 1example 1
Chips aus Polyethylenterephthalat wurden getrocknet und dem Extruder für die Basisschicht (B) zugeführt. Dann wurde durch Extrusion und anschließende stufenweise Orientierung in Längs- und Querrichtung eine einschichtige Folie mit einer Gesamtdicke von 100 μm hergestellt.crisps of polyethylene terephthalate were dried and the extruder for the base layer (B) supplied. Then by extrusion and subsequent stepwise orientation in longitudinal and transverse direction of a single-layer film with a total thickness of 100 μm produced.
Folie,
Mischung aus:
75 Gew.-% Polyethylenterephthalat mit einem SV-Wert
von 800
25 Gew.-% Masterbatch aus 96 Gew.-% Polyethylenterephthalat,
2,0 Gew.-% Kieselsäurepartikel
mit einem d50-Wert von 2,0 μm und 2,0
Gew.-% Titandioxid mit einem d50-Wert von
0,2 μm.Foil, mixture of:
75 wt .-% polyethylene terephthalate with an SV value of 800
25 wt .-% masterbatch of 96 wt .-% polyethylene terephthalate, 2.0 wt .-% silica particles having a d 50 value of 2.0 microns and 2.0 wt .-% titanium dioxide with a d 50 value of 0 , 2 μm.
Die Herstellungsbedingungen in den einzelnen Verfahrensschritten waren: The production conditions in the individual process steps were:
Die Folie hatte die geforderte gleichmäßige niedrige Rauigkeit und die geforderte Transparenz. Die erzielten Eigenschaften der Folie sind in der Tabelle 2 wiedergegeben.The Film had the required uniform low roughness and the required transparency. The achieved properties of the film are shown in Table 2.
Beispiel 2Example 2
Im
Vergleich zu Beispiel 1 wurde die Zusammensetzung der Folie wie
folgt geändert:
Folie, Mischung aus:
60 Gew.-% Polyethylenterephthalat mit
einem SV-Wert von 800
40 Gew.-% Masterbatch aus 96 Gew.-% Polyethylenterephthalat,
2,0 Gew.-% Kieselsäurepartikel
mit einem d50-Wert von 2,0 μm und 2,0
Gew.-% Titandioxid mit einem d50-Wert von
0,2 μm.Compared to example 1, the composition of the film was changed as follows: film, mixture of:
60 wt .-% polyethylene terephthalate with an SV value of 800
40 wt .-% masterbatch of 96 wt .-% polyethylene terephthalate, 2.0 wt .-% silica particles having a d 50 value of 2.0 microns and 2.0 wt .-% titanium dioxide with a d 50 value of 0 , 2 μm.
Die Rauigkeit der Folie hat sich gegenüber Beispiel 1 erhöht, die Transparenz verringert.The Roughness of the film has increased compared to Example 1, the Transparency reduced.
Beispiel 3Example 3
Im
Vergleich zu Beispiel 1 wurde die Zusammensetzung der Folie wie
folgt geändert:
Folie, Mischung aus:
75 Gew.-% Polyethylenterephthalat mit
einem SV-Wert von 800
25 Gew.-% Masterbatch aus 96 Gew.-% Polyethylenterephthalat,
2,0 Gew.-% Kieselsäurepartikel
mit einem d50-Wert von 2,5 μm und 2,0
Gew.-% Titandioxid mit einem d50-Wert von
0,2 μm.Compared to example 1, the composition of the film was changed as follows: film, mixture of:
75 wt .-% polyethylene terephthalate with an SV value of 800
25 wt .-% masterbatch of 96 wt .-% polyethylene terephthalate, 2.0 wt .-% silica particles having a d 50 value of 2.5 microns and 2.0 wt .-% titanium dioxide with a d 50 value of 0 , 2 μm.
Die Rauigkeit der Folie hat sich gegenüber Beispiel 1 erhöht.The Roughness of the film has increased compared to Example 1.
Vergleichsbeispiel 1Comparative Example 1
Im Vergleich zu Beispiel 1 wurde jetzt die Folie mit einem Partikelsystem entsprechend der EP-A-1 197 326 hergestellt. Die Beispiele der EP-A-1 197 326 weisen SiO2 Gehalte auf, die bei 2 bis 3 Gew.-% liegen. Es wurde ein Vergleich mit einer Partikelkonzentration gewählt, die näher am Gegenstand der vorliegenden Erfindung liegt (1,0 Gew.-%). Die Rauigkeit der Folie ist zu hoch.Compared to Example 1, the film was now produced with a particle system according to EP-A-1 197 326. The examples of EP-A-1 197 326 have SiO 2 contents which are from 2 to 3% by weight. A comparison was made with a particle concentration closer to the subject of the present invention (1.0% by weight). The roughness of the film is too high.
Folie,
Mischung aus:
80 Gew.-% Polyethylenterephthalat mit einem SV-Wert
von 800
20 Gew.-% Masterbatch aus 95 Gew.-% Polyethylenterephthalat
und 5,0 Gew.-% Kieselsäurepartikel
mit einem d50-Wert von 3,4 μm.Foil, mixture of:
80 wt .-% polyethylene terephthalate with an SV value of 800
20 wt .-% masterbatch of 95 wt .-% polyethylene terephthalate and 5.0 wt .-% silica particles with a d 50 value of 3.4 microns.
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